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嘉峪檢測網 2021-05-25 10:54
對于復合材料的拉伸試驗,軸向應變的測量可以通過在試樣一側進行單一應變測量來實現。然而,通過在試樣的相對兩側進行一對測量,并使用它們的平均值來補償任何偏差,可以獲得更一致和準確的結果。使用平均應變測量對壓縮試驗至關重要,因為兩個測量值之間的差值用于檢查試樣是否過度彎曲。在拉伸和壓縮測試中確定泊松比需要額外測量橫向應變。
或者,剪切試驗需要測定剪切應變,可以通過測量軸向應變和橫向應變來計算剪切應變。在V形切口剪切試驗中,試樣的應變分布是不均勻的,集中在切口之間。準確測量這些局部應變需要使用應變計。
傳統的復合材料應變測量方法采用接觸法,包括粘貼式應變計或夾持式引伸計。非接觸應變測量的最新發展使這些系統能夠提供與傳統接觸系統相似的性能,并提供了其他顯著的好處,例如堅固性和提供全場應變圖的能力。
應變計
用于復合材料測試的應變計通常由安裝在絕緣背襯上的薄金屬箔網格組成。它們的工作依賴于受外加應變影響的導電體電阻的變化。在復合材料試驗中遇到的應變水平下,應變計的電阻變化很?。ㄍǔ?%),因此需要專業的應變儀調節電子設備來提供準確的測量結果。
儀表靈敏度(稱為儀表系數)是校準測量系統所需的數據,由儀表制造商提供。為了進行準確的測量,應變計必須正確對齊并小心地粘合到試樣表面。應變計有多種形式,既可以是單應變計,也可以是預先對準的應變計組合,通常為蓮座形。箔式應變計可以在低溫到200℃以上的溫度范圍內使用。
應變計結構緊湊,可用于測量小區域內的應變,如V型缺口剪切試樣的缺口或短標距壓縮試樣的任一側。應變計可以提供非常精確的應變測量;然而,它們是一種消耗品,在材料和使用它們所需的熟練勞動力方面都很昂貴。
夾式引伸計
夾持式引伸計廣泛應用于復合材料的測試。它們被設計成附著在試樣上,通過測定固定標距長度上的位移來測量工程應變。
目前有多種不同類型的夾式引伸計,最常見的類型是在試樣的一面上提供軸向應變的單一測量。平均軸向夾式引伸計使用位于試樣兩側的一對軸向引伸計。
剪切應變和泊松比的測量需要同時測量軸向應變和橫向應變。橫向夾式引伸計在設計上與軸向型引伸計相似,但它們測量試樣寬度的變化。雙軸引伸計(圖1)將軸向和橫向引伸計整合為一個單元,比兩個單獨的引伸計更便于連接。
圖1. 雙軸夾式引伸計
自動引伸計
自動引伸計是可遠程控制的接觸類型。這些引伸計可以自動接合和脫離試樣,并改變標距長度。
它們被廣泛用于大容量拉伸測試應用,并且是自動化(機器人)測試系統的重要組成部分。自動引伸計的使用減少了系統操作員的影響,提高了通量和結果的一致性。
非接觸式視頻引伸計
非接觸式視頻引伸計(圖2)使用高分辨率數碼相機和實時圖像處理,通過跟蹤試樣上對比標記的移動來確定應變。由于這些引伸計不與試樣發生物理接觸,因此引伸計不會影響材料性能,也不會因試樣失效時釋放的能量而損壞引伸計。
圖2.安裝在溫度柜上的非接觸式視頻引伸計
在一定溫度的室內進行測試時,視頻引伸計可處于溫度室內,將測量系統與惡劣環境隔離。與自動引伸計一樣,非接觸式視頻引伸計也減少了操作者的影響,提高了測試結果的一致性。
全場應變測量
視頻引伸計功能的一個令人興奮的擴展是能夠產生全場應變分布的集成數字圖像相關軟件的可用性(圖3)。這項技術的工作原理是將隨機圖案應用于試樣表面,在試驗過程中捕獲一系列圖像,然后用一種算法分析圖像,該算法首先確定每個圖像的位移場,隨后確定每個圖像的應變場。應變場信息包括應變張量的所有分量(即軸向、橫向、剪切應變)。
圖3.彎曲測試的DIC分析
與用應變計測量局部應變的單個分量,或用引伸計測量標距上的平均應變的傳統方法相比,全場應變測量產生了大量的附加信息,可以幫助工程師和科學家更好地理解材料的行為。
來源:機械性能的應變測試